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                        公司新聞

                        變電所用接地銅絞線與鋼絞線的對比

                        隨著電力系統的發展, 對變電所接地設計的要求也越來越高。 長期、 可靠、 穩定的接地系統, 是維持設備穩定運行、 保證設備和人員安全的根本保障,接地系統長期安全可靠運行的關鍵在于品質好的接地材料和可靠的連接。

                        我國傳統接地體均采用鋼材質, 其主要原因是我國自身銅儲探明量的不足。 為節約有色金屬, 在20世紀50~60年代提出 “以鋼代銅, 以鋁代銅” , 所以一度大量選用材和鋁材, 這種做法一直得到很好的推廣和認同。 而國外, 銅材作為接地材料已有超過100年的歷史, 而且是唯一的選擇。

                        目前, 大部分地區的變電所仍然使用鍍鋅扁鋼也稱為鋼芯鋁絞線或鋼絞線作為接地材料, 而北京、 上海、 浙江、 山東、 廣東等地區已開始選用熱穩定性能好、 導電性能強、 耐腐性強的銅材做接地, 其連接采用先進的放熱焊接技術。

                        技術比較:

                        性能比較:分別從導電性、熱穩定性、耐腐蝕性等方面比較接地銅絞線與熱鍍鋅鋼接地的差異。

                        導電性能:銅絞線在20度是的電阻率分別是17.24×10 -6(Ω ?mm) 和138×10 -6 (Ω ?mm) ,因此銅絞線的導電率是鋼芯鋁絞線的8倍。 即銅接地體導電性能較鋼接地體好。

                        熱穩定性:銅的熔點為1083℃, 短路時最高允許溫度為450℃; 而鋼的熔點為1510℃短路時最高允許溫度為400℃。 因此, 接地體截面相同時, 銅材熱穩定性較好。

                        耐腐蝕性:接地體的腐蝕主要有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種形式, 在多數情況下, 這兩種腐蝕同時存在。 銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的1/10~1/50。銅的表面會產生著性極強的氧化物 (銅綠) ,能夠對內部的銅起很好的保護作用, 阻斷腐蝕的形成。 當銅與其它金屬 (鋼結構、 水管、 氣管、 電纜護套等) 共存地下時, 銅作為陰極不會受蝕腐蝕的是后者。 鋼材是逐層腐蝕, 鍍鋅層具有一定的抗腐蝕性。鋼接地體接頭部位經過高溫電弧焊接加工后會出現點腐蝕情況, 一般只能保證10年。 而銅腐蝕不存在點蝕情況,壽命較長??梢?, 銅接地體的耐腐性顯著優于鋼接地體。

                        接地銅絞線的施工:設計推薦水平主網采用銅絞線, 由于銅絞線柔性好, 允許的彎度半徑小, 所以拐彎方便, 穿管容易。 銅線的高機械強度, 使其能夠成卷供貨, 便于機械化施工。 搭接處采用放熱焊接, 操作方便, 加快施工進度, 節省人工費用, 簡化施工工藝, 更重要的是保證了銅接地網的連接質量。綜上所述, 銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體相比,銅接地體在導電性能、 熱穩定性能、 耐腐蝕性、 接點焊接質量和施工便利方面有顯著的優越性。

                        接地連接方式:

                        變電所的接地網金屬導體存在著大量的連接, 只有可靠的、 牢固的連接才能保證接地網的運行可靠性。

                        1、 鋼絞線接地方式:目前, 鋼接地體之間的連接均為傳統的電弧焊接方式, 高溫電弧會破壞接地體接頭部位的鍍鋅層, 有可能導致點腐蝕的出現, 嚴重影響接地體的壽命。 此外, 電弧焊接連接不是真正的分子性連接,焊接點對于接地體的導電性能也有影響。

                         對于鋼接地體能否采用放熱焊接接法, 設計也作過研究與嘗試, 由于鋼接地體設計截面過大, 未能被采用, 主要有以下原因: 大型、 非標模具制造困難, 造價高; 焊粉用量大; 由于鋼接地體本身防腐性能差, 焊接質量的提高意義不大; 焊接點較多, 費用太高。

                         2、銅絞線接地方式:目前銅接地體主要有以下四種連接方式:

                         ①銅銀焊連接法扁銅條與扁銅條之間、 扁銅條與裸銅絞線之問、裸銅絞線與裸銅絞線之間的連接都可以使用銅銀焊連接法, 常用的銅銀焊接有乙炔焊、 電弧焊等, 但焊CHINA WATERPOWER技術 TECHNOLOGY技術交流?? 2008.4中國水能及電氣化都只是表面搭接, 內部并沒有熔合, 接頭不致密, 性能只比壓接和螺栓連接略好, 焊接接頭的性能還要取于操作技術工的熟練程度, 特別是銅焊, 即使是持有特殊工種上崗證, 也比較容易出現一些焊接缺陷, 無法從表面觀察合格與否。 基于以上原因, 銅銀焊連接法在電力工程接地系統實際施工中很少應用。

                         ②壓接線夾連接法:裸銅絞線與裸銅絞線之間的連接大多使用壓接線夾連接法。 但這種方法比較適用于兩條裸銅絞線一對一連接, 無法做好十字交叉連接。 如要十字交叉, 則要求有特殊十字接線線夾, 或者要先形成接地銅排和接地線夾, 處理好兩者之間的接觸面后,再使用螺栓連接法。

                         ③螺栓連接法扁銅條與扁銅條之間、 扁銅條與裸銅絞線之間、 裸銅絞線與裸銅絞線之間的連接還可用螺栓連接, 該方法與壓接線夾連接法互為補充。 但螺栓連接處的接觸標準應按現行國家標準 《電氣裝置工程母線裝置施工及驗收規范》 的規定處理。 目前, 壓接線夾法和螺栓連接法在施工現場應用最為廣泛, 這和我國的電力施工技術工人的認識和訓練程度有著密切的關系。

                        ④放熱焊接連接法放熱焊接也稱為火泥熔接, 放熱焊接利用活性較強的鋁把氧化銅還原, 整個過程需時很短 (僅數秒) , 反應所放出的熱量足以使被焊接的導線端部融化形成永久性的分子合成。 銅基放熱反應的一般

                         

                        公式是:3Cu 2 O+2Al→Al 2 O 3 +3Cu+熱量 (2735℃)

                        放熱焊接的作業程序: 將導線和模具清理干凈, 再將模具用噴燈加熱以去除水分, 然后把導線放入模具內; 扣緊把手以固定模具, 把鋼片放入模具內; 把焊接劑倒入模具內, 將引燃劑撒在焊接劑及模具邊上; 蓋上蓋子并點火, 待金屬凝固后, 將模具打開, 清除熔渣, 便可進行下一個焊接。

                        放熱焊接接頭的特性: 外形美觀一致; 連接點為分子結合, 沒有接觸面, 更沒有機械壓力, 因此,不會松弛和腐蝕; 具有較大的散熱面積, 通電流能力與導體相同; 熔點與導體相同, 能承受故障大電流沖擊, 不至熔斷。

                         放熱熔接連接法可以完成各種導線間不同方式的連接, 如直通型、 丁字型、 十字型等; 還可以完成不同材質導線的連接, 如普通鋼鐵、 銅、 鍍鋅鋼、 銅包鋼等之間的連接; 甚至可以實現導體間不同形狀的連接, 如銅導線與銅包鋼接地棒的連接、 銅導線與銅板的連接、 銅導線與接地鍍鋅鋼管的連接、 導線與鋼筋的連接以及導線與槽鋼的連接。 這種方法接頭有著廣泛的連接方式, 而且耐腐蝕性好接觸電阻低, 已逐步得到推廣應用。

                        放熱焊接的優點: 焊接方法簡單, 容易掌握; 無需外接電源或熱源; 供焊接用的材料、 工具很輕、 搬動方便; 焊接速度快捷, 節省人工; 從焊口的外觀上便能鑒定焊接的質量; 可用于焊接銅、 銅合金、 鍍銅鋼、 各種合金鋼, 包括不銹鋼及高阻加熱熱源材料。其缺點是價格高, 基層施工人員對其特性認識不足。

                         放熱焊接是銅接地體的理想連接方式, 雖然價格高, 但其方便快捷的操作、 優秀的焊接質量是其他連接方式不可實現的。 正是因為具備這樣可靠、 牢固的連接方式, 銅接地體的性能比鋼接地體更勝一籌。


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